[发明专利]具有垂直沟道的场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种具有垂直沟道的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在衬底(10)上形成鳍结构(30)，所述鳍结构(30)的底部具有第一掺杂区(310)；

S2，在衬底(10)上形成环绕并接触所述第一掺杂区(310)的底部侧墙(50)；

S3，在所述底部侧墙(50)上形成环绕并接触所述鳍结构(30)的栅堆叠结构，所述鳍结构(30)的顶部突出所述栅堆叠结构设置；

S4，在所述栅堆叠结构上形成环绕并接触所述鳍结构(30)的顶部侧墙(80)，并在所述鳍结构(30)表面形成第二掺杂区(90)，至少部分所述第二掺杂区(90)突出于所述顶部侧墙(80)设置，所述第一掺杂区(310)与所述第二掺杂区(90)构成所述场效应晶体管的源/漏极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，所述制备方法还包括在所述衬底(10)表面形成注入区(20)的步骤，在所述步骤S1中，在所述注入区(20)表面形成所述鳍结构(30)，使所述注入区(20)与所述鳍结构(30)接触。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S11，在所述衬底(10)上顺序沉积形成层叠的第一掺杂材料层(311)和沟道材料层(321)；

S12，顺序刻蚀所述沟道材料层(321)和所述第一掺杂材料层(311)，以形成所述鳍结构(30)，刻蚀后的所述第一掺杂材料层(311)构成所述第一掺杂区(310)。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S12中，采用自对准双重成像技术对所述沟道材料层(321)和所述第一掺杂材料层(311)进行刻蚀，以形成所述鳍结构(30)。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

S21，在所述衬底(10)上沉积形成覆盖所述鳍结构(30)的第一绝缘介质层(510)，优选形成所述第一绝缘介质层(510)的材料选自氮化硅、氧化硅形和低k介质中的任一种；

S22，回刻所述第一绝缘介质层(510)，以使部分所述鳍结构(30)裸露，剩余的所述第一绝缘介质层(510)构成环绕所述第一掺杂区(310)的所述底部侧墙(50)。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

S31，在所述衬底(10)上沉积形成覆盖所述鳍结构(30)的高k介质(60)；

S32，在所述衬底(10)上沉积形成覆盖所述高k介质(60)的栅极材料层(710)；

S33，回刻所述栅极材料层(710)和所述高k介质(60)，以使所述鳍结构(30)的顶部裸露，剩余的所述栅极材料层(710)构成环栅结构(70)，所述环栅结构(70)与剩余的所述高k介质(60)构成环绕并接触所述鳍结构(30)的所述栅堆叠结构。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：

S41，在所述衬底(10)上沉积形成覆盖所述鳍结构(30)的第二绝缘介质层(810)，对所述第二绝缘介质层(810)进行平坦化处理，以使所述鳍结构(30)的上表面裸露，剩余的所述第二绝缘介质层(810)构成所述顶部侧墙(80)；

S42，在所述鳍结构(30)裸露的表面上外延并掺杂，以形成所述第二掺杂区(90)。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4之后，所述制备方法还包括以下步骤：

在所述衬底(10)上沉积形成覆盖所述第二掺杂区(90)的层间绝缘介质(100)；

形成分别与所述第一掺杂区(310)、所述第二掺杂区(90)和所述环栅结构(70)接触的接触孔，并在所述接触孔中形成导电通道(110)。